28 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет фундаментной плиты на прочность и продавливание

Расчет фундаментной плиты на прочность и продавливание

Расчет фундаментной плиты на продавливание позволяет обеспечить запас прочности основания, вычислить размеры монолитного блока. На изготовление основания затрачивается треть бюджета строительства, поэтому естественным желанием заказчика является максимальная экономия средств.

Расчет фундаментной плиты на прочность необходим для того чтобы знать марку бетона, количество арматуры, а также толщину самой плиты.

Расчет на продавливание необходим для определения минимально возможного класса бетона, толщины фундаментной плиты, количества арматуры внутри нее.

При проектировании зданий на плиту опирают либо стены по периметру, либо колонны, на которые крепятся материалы стен. Поэтому расчеты всегда индивидуальны для каждого объекта.

Конструирование плит с колоннами внутри периметра

Толщина монолитного фундамента под колонну в этом случае рассчитывается исходя из конструктивных особенностей основания:

Схема устройства плитного фундамента.

  • плита может находиться между колоннами;
  • колонна опирается на монолит сверху;
  • ж/б элементы основания сопрягаются друг с другом.

Общим условием является меньшее значение сосредоточенной силы от нагрузок, чем усилия, воспринимаемого бетоном данного сечения (F My/Mmax + Mx/Mult + F/Fmax

Где Mx, My – сосредоточенные моменты, действующие в соответствующих направлениях, Mult, Mmax – предельные моменты, которые может воспринимать бетон в этих же направлениях. Величина F – это сила от внешних нагрузок, Fmax – усилие, воспринимаемое бетоном в расчетном сечении.

При вычислении расчетной площади продавливания учитываются расстояния между гранями колонны, краем плиты (c), размеры сечения (b, a), толщина монолита (h):

A = 0,5h(a + a(c/0,5h) + 2b + 2c + h)

Фундамент часто имеет технологические, эксплуатационные люки, проемы, отверстия. Специальные расчеты проводятся лишь при малом их удалении от места положения колонн (меньше 6h). В вычислениях оперируют сосредоточенными моментами, нормальными силами, они полностью идентичны предыдущим вариантам. Однако имеются специфические особенности расчетов:

  • от центра сечения проводят две прямые к краям отверстия;
  • расчет фундаментной плиты производят без учета получившегося между ними сектора.

Таким образом, расчет фундамента обеспечивает запас прочности для повышения ресурса основания здания, сооружения.

Расчет на продавливание возле стен

При расположении в сложных конструкциях колонн вблизи стен прочности фундамента должно хватать для выдерживания сосредоточенных в этих зонах нагрузок. Поэтому в данном случае используются дополнительные вычисления. Правила расчета при этом не изменяются, однако учитывается сосредоточенный момент лишь в одном направлении (из плоскости стены в колонну). Его принимают равным половине разности моментов изгиба монолитного основания.

Расчет плитного фундамента, в котором колонна находится возле угла стен, не учитывает момент, берется лишь значение продольной силы. Вычисления на отрыв присутствуют в схемах подвешивания плиты к стене, они проводятся в дополнение к вышеуказанным. Отгибы арматуры в зоне опирания колонны принимаются за концентрированное продольное армирование. В этом случае в расчет на прочность добавляется поперечное сечение отгибов, угол их наклона к плите.

Таблица: Необходимое количество бетона в зависимости от толщины фундаментной плиты.

В качестве поперечной концентрированной арматуры также рассматриваются элементы из профилированной стали. Расчет плиты проводится согласно общим правилам, площадь сечения вычисляют в зависимости от толщины полок, стенок профиля.

Существуют методики экспериментального продавливания кусков ж/б плит специальными штампами, повторяющими форму основания колонн (крестообразное, угловое, квадратное сечение). При эксперименте исключается разрушение от изгибающих нагрузок, для чего задаются необходимые параметры армирующего слоя (шаг, диаметр стержней), образцы плит берутся равными 20 см в толщину. Толщина пластин штампов также равна 20 см.

Сложность моделирования поведения железобетона заключается в нелинейности материалов, анизотропности бетона. Касательные напряжения внутри монолитных оснований с опиранием на них колонн имеют следующие изометрические линии. Пример расчета по методике конечных элементов для 20 см плиты с нижней, верхней армосетками из прутков класса А400С диаметром 1 см с шагом в перпендикулярных направлениях 15 см показал:

  • разрушение происходит на шестой ступени приложения продавливающей нагрузки;
  • предельно-полезная нагрузка для заданных условий не превышает 27 кН на квадрат;
  • пределы прочности железобетона равны: растяжения – 1,05 МПа, сжатия – 14,5 МПа;
  • модуль упругости равен 30 ГПа.

В большинстве случаев расчеты показывают, что трещинообразование в монолитном бетоне происходит в направлении 45 градусов от осей, арматурным стержням присущи пластические деформации.

Расчет фундаментной плиты на продавливание – условия и процесс выполнения

Основной функцией фундамента является принятие и равномерное распределение на грунт нагрузок, поступающих от наземной части здания. Чтобы конструкция оказалась работоспособной и не чрезмерно массивной, на застраиваемом участке требуется провести гидрогеологическое исследование грунтов и выполнить проект фундамента, исходя из конкретных условий. При его разработке учитываются различные факторы, в том числе возможные деформации основания, характерные для всех или только отдельных видов подземных конструкций. К примеру, расчет фундаментной плиты на продавливание относится к специфическим вычислениям, а определение несущей способности производится при проектировании любых фундаментов.

Продавливающая нагрузка

Плитный фундамент представляет собой конструкцию, в которой ширина и длина имеют показатели, значительно превышающие ее толщину. В этом случае сосредоточенные нагрузки могут вызвать локальное продавливание бетонного монолита, к примеру, в месте расположения массивного оборудования малой площади, сваи или одной из колонн. Точно выполненный расчет позволяет обойти подобные явления путем усиления конструкции, а именно:

  • увеличения толщины бетонной плиты, зачастую – только в местах сосредоточения нагрузок;
  • расширения подошвы опирающейся конструкции;
  • укладки дополнительных арматурных стержней и наращивания защитного слоя бетона в зоне действия точечной нагрузки;
  • повышения марки бетонного раствора.

Так как сила давления на фундаментную плиту от колонны или столба затрагивает небольшую площадь, ее показатели могут достигать значительных величин. От основания контактной поверхности вглубь фундамента сосредоточенная нагрузка распределяется под углом 45 градусов, что формирует в теле плиты опорную пирамиду, принимающую на себя основное давление от колонны. В результате, на границе между нагруженной и незадействованной частью бетонного монолита постоянно присутствуют растягивающие усилия, что губительно влияет на искусственный камень.

Чем тоньше фундаментная плита или меньше опорная площадь колонны, тем более пагубное воздействие на монолитный бетон оказывает продавливающая нагрузка.

Наглядным примером может служить человек, шагающий по неутрамбованному снегу. Нагрузка от его веса сосредотачивается то на одной, то на другой ноге, поэтому настил с легкостью продавливается. Но стоит только путнику встать на лыжи, как проблемы исчезают, так как опорная площадь увеличивается, за счет чего масса человека начинает распределяться по поверхности снега равномернее. Что касается плитного фундамента, то увеличение его толщины, также как и расширение контактной площади с колонной, приводит к более удачной дислокации нагрузок.

Рассматривая продавливание фундаментной плиты, нельзя обойти частный пример, касающийся точечных свайных опор. В этом случае на плитный ростверк тоже воздействуют сосредоточенные нагрузки, но их распределение в бетонном монолите происходит снизу вверх. Другими словами, схема, описанная выше, получается перевернутой.

Наиболее критичными для бетонной плиты считаются продавливающие нагрузки, действующие сразу в двух направлениях – снизу и сверху, но в разных плоскостях. К примеру, когда колонна расположена между сваями. В этом случае возрастает вероятность продавливания плитного ростверка сразу в нескольких местах.

Расчет на продавливающие нагрузки

Обеспечить запас прочности на продавливание фундаментной плиты, не превысив разумных пределов, поможет соответствующий расчет. Им не стоит пренебрегать в случаях присутствия сосредоточенных нагрузок, иначе затраченные материальные средства на возведение фундамента и наземной части дома окажутся напрасными. Экономия на проекте, в данной ситуации, может привести к фатальным результатам.

Расчет на продавливание плитного фундамента производится для определения основных параметров конструкции, таких как:

  • толщина плиты;
  • общая площадь арматуры – количество и диаметр стержней;
  • класс бетона.

Величины определяются индивидуально, исходя из конструктивных особенностей строения и геологических изысканий грунта на участке. Сам расчет производится по формулам и требованиям государственных или отраслевых нормативов. Привязка объекта к местности выполняется персонально.

Прежде всего, выясняется рабочая толщина монолитной плиты без учета защитного слоя бетона, расположенного с обратной от воздействующей нагрузки стороны. К примеру, если толщина плитного фундамента составляет 500мм, а расстояние от арматурных стержней до ближайшей наружной плоскости монолита – 45мм, то в расчете будет участвовать высота плиты, составляющая 455мм. Этот показатель прибавляется ко всем четырем сторонам опорной части колонны, в результате чего получается размер нижнего основания пирамиды продавливания.

Алгоритм и используемые при расчете плитного фундамента на продавливание формулы зависят от варианта расположения колонн:

  • внутри периметра плиты;
  • у края плиты;
  • возле стен.

Расчетный показатель сосредоточенной силы не должен превышать максимальную нагрузку, которую способен воспринимать бетон определенной марки, усиленный арматурным каркасом. Данное условие является основным для всех расчетов на продавливание. Следует учитывать, что поперечное армирование в значительной степени увеличивает восприятие продавливающих усилий, равномерно распределяя их в толще фундаментной плиты и расширяя зону опорной пирамиды. Дополнительные вертикальные стержни концентрированно располагают в зоне установки колонн, а не по всей площади плиты, в результате чего удается избежать перегруженности фундамента арматурой.

Коэффициент армирования является важной составляющей расчета, поэтому он закладывается еще на стадии проектирования.

Если при расчете плиты на продавливание основное требование по нагрузкам не обеспечивается, то инженеры используют локальное утолщение фундаментной плиты с помощью банкетки. Размеры ее сторон выбирают таким образом, чтобы они могли перекрывать площадь пирамиды продавливания на уровне стыковки банкетки и плиты. Расчет и корректировки продолжают до тех пор, пока значение сосредоточенной нагрузки не окажется ниже максимально возможного усилия, воспринимаемого бетоном.

Пример 2. Расчет фундаментной плиты на продавливание.

На фундаментную плиту на естественном основании опирается колонна, передающая нагрузку от здания. Требуется выполнить расчет фундаментной плиты на продавливание согласно п. 3.96 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СНиП 2.03.01-84.

Толщина плиты 500 мм, расстояние от грани бетона до оси рабочей арматуры 45 мм, класс бетона В20 (Rbt = 8,16 кг/см² при коэффициенте условий работы 0,9), вертикальное усилие в основании колонны N = 360 т, сечение колонны 400х400 мм, расчетное сопротивление грунта основания R = 34 т/м².

Определим h₀ = 500 – 45 = 455 мм.

Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.

Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,455 = 1,31 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,31∙1,31 = 1,72 м².

Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙1,72 = 58 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 58 = 302 т.

Определим периметры оснований пирамиды:

4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;

4∙1,31 = 5,24 м – периметр большего основания.

Найдем среднеарифметическое значение периметров:

(1,6 + 5,24)/2 = 3,42 м.

Определим, чему равна правая часть уравнения (200):

1,0∙8,16∙10∙3,42∙0,455 = 126 т.

Проверим, выполняется ли условие (200):

F = 302 т > 126 т – условие не выполняется, фундаментная плита не проходит на продавливание.

Проверим, поможет ли нам установка поперечной арматуры в зоне продавливания. Зададимся поперечной арматурой диаметром 10 мм с шагом 150х150 мм и определим количество стержней, попадающих в зону продавливания (т.е. пересекающих грани пирамиды продавливания).

У нас получилось 72 стержня, суммарной площадью Аsw = 72∙0,785 = 56,52 см².

Поперечная арматура на продавливание должна быть либо в виде замкнутых вязаных хомутов, либо в виде каркасов, сваренных контактной сваркой (ручная дуговая не допускается).

Теперь мы можем проверить условие (201), учитывающее поперечную арматуру при продавливании.

Найдем Fsw (здесь 175 МПа = 1750 кг/см² — предельное напряжение в поперечных стержнях):

Fsw = 1750∙56,52 = 98910 кг = 98,91 т.

При этом должно удовлетворяться условие Fsw = 98.91 т > 0.5Fb = 0.5∙126 = 63 т (условие выполняется).

Найдем правую часть условия (201):

126 + 0,8∙98,91 = 205 т.

Проверим условие (201):

F = 302 т > 205 т – условие не выполняется, фундаментная плита с поперечной арматурой не выдерживает продавливание.

Проверим также условие F 2Fb = 2∙126 = 252 – условие не выполняется, в принципе, при таком соотношении сил армирование помочь не может.

В таком случае следует локально увеличить толщину плиты – сделать банкетку в районе колонны и пересчитать плиту с новой толщиной.

Принимаем толщину банкетки 300 мм, тогда общая толщина плиты в месте продавливания будет равна 800 мм, а h₀ = 755 мм. Важно определить размеры банкетки в плане так, чтобы пирамида продавливания находилась полностью внутри банкетки. Мы примем размеры банкетки 1,2х1,2 м, тогда она полностью покроет пирамиду продавливания.

Повторим расчет на продавливание без поперечной арматуры с новыми данными.

Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.

Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,755 = 1,91 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,91∙1,91 = 3,65 м².

Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙3,65 = 124 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 124 = 236 т.

Читать еще:  Преимущества гофротары и; гофрокартона

Определим периметры оснований пирамиды:

4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;

4∙1,91 = 7,64 м – периметр большего основания.

Найдем среднеарифметическое значение периметров:

(1,6 + 7,64)/2 = 4,62 м.

Определим, чему равна правая часть уравнения (200):

1,0∙8,16∙10∙4,62∙0,755 = 284 т.

Проверим, выполняется ли условие (200):

F = 236 т Комментарии

О чем? О банкетке, выпирающей вниз вы не почитаете нигде, т.к. если достаточно такой банкетки, то зачем плита вокруг?

О расчете столбчатого фундамента — в пособии по расчету столбчатых фундаментах есть примеры расчета.

Сваи по тому же принципу считаются — по площади опирания. Но в сваях есть еще боковое трение, добавляющее несущую способность.

Пол и фундаментная плита — слишком разные вещи. По стоимости в том числе.

Да, не имеет смысла.

Добрый день, Ирина.

Необходимо собрать нагрузки на перекрытие и основание лифтовой шахты для обустройства помещения под шахтой.

Дано: Пятиэтажный дом с подвальным помещением 50х годов постройки. В проеме между лестничными маршами (тип Л-2) встроена сетчатая шахта лифта. Лифт имеет кирпичный приямок (190х140 см) с установленными пружинными амортизаторами, приямок опирается на прямоугольное основание из пустотелого двойного кирпича (толщина стенок 25 см). Основание связано по периметру стальным 65 уголком, внутри засыпка из грунта и строительного мусора. По грунту отлита бетонная плита (дно приямка).

Задача: усилить основание приямка и сделать в нем подсобное помещение.

Мои рассуждения по этому вопросу:
Из того что нашел по нормативной документации, это ГОСТ Р 53780-2010:

«5.2.5.6 При наличии под приямком лифта пространства (помещения), доступного для людей, основание приямка должно быть рассчитано на восприятие нагрузки не менее 5000 Н/м2»

«б) под буфером противовеса или под зоной движения уравновешивающе го устройства должна быть установлена опора, которая доходит до монолитного основания и способна выдержать удар противовеса или уравновешивающе го устройства, падающего с наибольшей возможной высоты.»

Предположим вес лифта 1000 кг, плюс противовес 1500 кг, плюс направляющие и сам приямок пусть 500 кг. На случай аварийного обрыва противовеса с максимальной высоты (15 метров) имеем воздействие на опору 220500 Дж. Возможно в лифте есть ловители, но вопрос в их работоспособнос ти, поэтому считаю по максимуму.

Достаточно ли будет усилить дно приямка двумя двутавровыми балками 16М, плюс усилить периметр 100 уголком?

Расчет продавливания фундаментной плиты

Расчет продавливания фундаментной плитыПроводя расчет плиты фундамента на продавливание, можно с точностью определить габариты монолитного блока и обеспечить нужный уровень прочности фундамента (с запасом). Основная цель проведения расчетов – добиться оптимальных прочностных показателей основания, определив минимально необходимое количество материалов, марку бетонной смеси, способ армирования. Это позволит быть уверенным в эксплуатационных показателях сооружения, потратив наименьшую сумму (насколько это возможно). Способ исчисления зависит от особенностей сооружения будущей конструкции, поэтому в каждом случае его следует проводить в соответствии с имеющимися показателями.

Размещение плит с колоннами внутри периметра

Проводя расчет основания на продавливание колонной (столбами), нужно учитывать вид его конструкции:

  • Плита расположена между столбами.
  • Столб установлен на основание.
  • Все элементы фундамента взаимно сопряжены.

Для всех перечисленных видов конструкции основания существует общее условие: показатель сосредоточенного усилия нагрузки должен быть меньше, чем уровень выдерживаемой силы используемого бетонного раствора (С Схема отдельного основания под колонну

Уровень разгружающей силы фундаментной конструкции плитного типа равен производимой нагрузке собственной массой, которую ограничивает контур площади. Как найти первую уже известно, поэтому ищем вторую:

Н см = (С сеч1 + В пл)(С сеч2 + В пл).

Продавливание фундаментного перекрытия колонной, расположенной над ним, находится по формуле:

С = С сеч – Д сила.

Если конструкция подразумевает сопряжение элементов (основание и колонну), следует применять формулу:

С = С сеч – Д сила – Р усил.

Р усил – уровень усиления разгружающего типа от давления на поверхность почвы.

Для значительного увеличения прочности перекрытий применяется поперечное армирование. Качественное восприятие нагрузок армопоясом практически равно этому показателю бетона. Проводить расчет на продавливание актуально только для плитного основания, так как применение ленточного подразумевает равномерное распределение нагрузок.

Плита с колоннами у края

Еще при проектировании фундамента определяется способ армирования. Арматура, расположенная вертикально, делает конструкции более прочной. Распространенная практика – создание пространственного каркаса, который состоит из 2 горизонтальных поясов арматуры, скрепленных вертикальными прутьями. Для скрепления элементов нужно использовать хомуты из пластика или специальную проволоку – это позволит избежать образования очагов коррозии, появление которых провоцирует внутреннее напряжение во время сварочных работ. Избежав коррозии, ресурс основания становиться значительно больше.

Уменьшить стоимость фундаментной перегородки можно за счет использования вертикального армирования исключительно в местах давления колонн.

Расчет продавливания плитного основания

Проводя расчет для колонн, расположенных у края основания, должен учитываться самый неблагоприятный показатель. Рассчитать продавливание в таком случае можно по формуле:

1 > М у / М макс + М х / М ульт + С / С макс.

М у / М макс – показатели сосредоточенных моментов, которые действуют в конкретных направлениях

М ульт – значение предельных моментов, которые способно выдерживать перекрытие в конкретных направлениях.

Проводя расчет площади, исчисляя придавливание, стоит учесть промежуток между гранями колонны, ширину монолитного основания (Ш осн), размер колонны (С сеч1 и С сеч2), расстояние между колонной и краем фундамента (Р):

П прод = 0.5 В пл (С сеч1 + С сеч1 (Ш осн / 0.5 В пл) + 2 С сеч2 + 2Р + В пл).

Рассчитывая продавливание, нужно взять во внимание отверстия в основании для коммуникационных узлов, ревизионных люков и т. п. Если такие элементы находятся от колонны на расстоянии, меньшем 6В пл – проводятся исчисления с учетом этих моментов. Пример формул в таком случае аналогичен предыдущим, но стоит учесть некоторые особенности:

  • К краям отверстия проводятся 2 прямые линии от центра колонны.
  • Фундаментную плиту рассчитывают без учета сектора, находящегося между этими линиями.

Пример расчета

Как пример, возьмем случай, когда на поверхность перекрытия действует установленная колонна – сосредоточенное давление (действует на определенный участок поверхности). В этом случае нужно определить силу продавливания.

  • Ширина основания (Ш осн): 220 см.
  • Класс бетона: В25 (Р бт = 9.7 кг/см2).
  • Нижняя грань перегородки от оси армопояса находится на расстоянии 0.25 мм.
  • Сила продавливания С прод = 3.5 Т.
  • Площадь продавливания (П род): 0.3 х 0.4 м.
  • Рабочая высота (Р выс): 2 м.

Линии пирамиды продавливания

С прод распределяется по площадке 0.3 х 0.4, на которою воздействует максимальное давление. Теперь нужно найти геометрию пирамиды продавливания. Для начала находятся параметры ее основания. Для этого нужно:

300 + 2 Р выс = 700 мм.

400 + 2 Р выс = 800 мм.

Теперь можно приступать к расчетам.

Для этого используем формулу:

С прод = К бет Х Р бт Х П пер Х Р выс

К бет Схема образования пирамиды продавливания

П пер – среднее значение периметров нижнего и верхнего оснований пирамиды давления (в пределах рабочей высоты). Это значение ищем таким образом:

2 (300 + 400) = 1400 мм = 1.2 м.

2 (700 + 800) = 3000 мм = 3 м.

Ищем среднее значение: (1.2 + 3) / 2 = 2.1 м.

Теперь можно совершать подсчет:

1 (для тяжелого бетона) х 9.7 х 2.1 х 0.2 = 4.074 Т.

Теперь посмотрим, выполнены ли все необходимые условия:

Подготовил
Самохин Олег Юрьевич

Правильный расчет монолитной плиты фундамента

От правильного расчета монолитной плиты будет зависеть прочность, долговечность и эксплуатационные характеристики дома. Перед началом строительства следует провести тщательное исследование грунта, чтобы определить нагрузку, которую он выдержит.

Среди преимуществ монолитного фундамента стоит выделить большую площадь покрытия грунта, что делает его очень надежным. Это позволяет пренебречь расчетом сопротивляемости грунта. При возведении малоэтажного строения конструкция фундамента способна выдержать значительную нагрузку, вне зависимости от типа почвы и материалов, из которых построен дом.

Расчет монолитной плиты фундамента сводится к вычислению размеров основания и количества материалов для его изготовления.

Основные расчеты

Для начала следует рассчитать нагрузку конструкции на фундамент, а также — на грунт. Учитываются как временные, так и постоянные нагрузки. Постоянные нагрузки – это вес самого строения, а также — эксплуатационные характеристики, такие как вес мебели, оборудования и количество людей, которые будут постоянно или периодически находиться в строении.

Переменные нагрузки определяются, исходя из погодных условий в определенном регионе. К примеру, средняя толщина слоя снега и сила ветра.

Расчет монолитной плиты фундамента начинается с определения площади опоры, на которой он будет устанавливаться. Не стоит забывать и про вес самого фундамента. При проведении расчетов необходимо брать во внимание, какие строительные материалы будут использоваться при его возведении. При постройке дома самостоятельно требуется хотя бы приблизительный расчет фундамента.

Это позволит равномерно распределить нагрузку строения на требуемую площадь.

Определение веса дома

Если учесть все элементы постройки, возможен расчет фундаментной плиты вручную. Для этого необходимо определить вес строения, который включает:

  • Вес фундаментной плиты.
  • Стены, потолок, цоколь дома, а также их отделка.
  • Крыша дома.
  • Вес грунта, расположенный выше подошвы фундамента.
  • Пол, который упирается на фундамент.
  • Лестницы.

Примерный вес будущего строительства следует рассчитывать по данным удельного веса строительных материалов, которые будут использоваться. Округлите полученное значение в большую сторону.

Расчет основания

Чтобы рассчитать нагрузку на грунт, следует использовать показатели веса дома и вес фундамента.

Теперь определяем размеры фундамента, которые зависят от типа постройки, ее назначения, используемых материалов и глубины залегания.

Расчет глубины закладки фундамента производится, исходя из типа грунта. Чаще всего глубина составляет не менее 35 см. Для упрощения расчетов следует заранее подготовить эскиз будущего фундамента.

Расчет на продавливание фундаментной плиты

Для определения правильной толщины плиты фундамента следует брать во внимание ее продавливание в зонах сосредоточенных нагрузок. Это могут быть нагрузки от стен, колонн, столбов или прочих элементов строения. Если расчет на продавливание фундаментной плиты показал низкую прочность конструкции, увеличивается класс бетона либо повышается толщина плиты.

Расчет фундаментной плиты на продавливание возле стен очень важен, особенно для сложных конструкций, в которых колонны находятся недалеко от стен. В таком случае прочности фундамента должно хватать на то, чтобы выдержать сосредоточенные в этих зонах повышенные нагрузки.

При расчете следует учитывать сосредоточенный момент из плоскости стены в колонну. Если колонны расположены возле угла стен, то для вычисления продавливания используется значение продольной силы.

Если колонны расположены у края, рекомендуется использовать вязальную проволоку или пластиковые хомуты, иначе конструкция будет недостаточно прочной. Если колонны будут расположены у края конструкции, следует использовать дополнительный коэффициент на продавливание.

Таким образом, толщину фундаментной плиты придется увеличить или использовать бетон более высокого класса. Если в фундаменте имеются технологические отверстия, которые находятся достаточно далеко от колонн, то учитывать их в расчетах необязательно.

Закладка фундамента должна быть произведена согласно предварительным расчетам. При правильном расчете монолитной плиты фундамента обеспечивается дополнительный запас прочности, который позволяет повысить долговечность сооружения, а также его основные эксплуатационные характеристики.

Если в процессе проектировки и расчета фундамента будут допущены ошибки, гарантировать целостность и надежность конструкции будет невозможно.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Каким должен быть фундамент под блочным строением
    Тяжелый фундамент для дома из пеноблоков может привести к выполнению лишних работ. Это может быть расход большого количества бетона, строительство опалубки, обустройство каркаса. Поэтому выбирая.

Правильный фундамент «шведская плита» — технология армирования и заливки
Фундамент шведская плита, технология возведения которого достаточно простая, основан на установке специальных монолитных фундаментных плит. На выходе получается теплый фундамент, подогреваемый, благодаря наличию встроенной системы.

Устройство монолитной фундаментной плиты — подготовка, подушка, дренаж, геотекстиль, схема
Прежде, чем рассматривать устройство монолитной фундаментной плиты, определимся, в каких случаях лучше всего ее применять. Правильным решением будет применить этот тип основания, если.

Расчет фундаментной плиты, армирование и устройство плитного фундамента дома
Монолитная фундаментная плита – это плита из бетона с арматурным укреплением. Правильный расчет фундаментной плиты является основой крепкого и прочного дома. Этот тип фундамента в.

Расчет фундаментной плиты, армирование и устройство плитного фундамента дома

Монолитная фундаментная плита – это плита из бетона с арматурным укреплением. Правильный расчет фундаментной плиты является основой крепкого и прочного дома. Этот тип фундамента в основном применяют при строительстве не особо тяжелых зданий на размываемых грунтах. Чтобы правильно провести расчет фундаментной плиты, нужно определить вид и качество грунта в том месте, где будет строиться дом.

Что учесть при расчете фундаментной плиты

Защитить от продавливания и обеспечить прочность основания поможет расчет фундаментной плиты. Устройство плитного фундамента требует правильного расчета для того, чтобы узнать марку и класс бетона, количество арматуры внутри плиты. При проектировке здания на плиту опирают либо колонны, либо стены. Именно поэтому для каждого отдельно взятого объекта расчёты индивидуальны.

Итак, чтобы провести армирование фундаментной плиты, нужно учесть, что расчет монолитной плиты – это вычисление размеров основания и установление количества материалов для изготовления фундамента. Преимущества монолитного фундамента в том, что площадь покрытия грунта достаточно велика.

Устройство плитного фундамента имеет некоторые особенности, которые стоит учесть: промежуток между сетками арматуры, толщину бетонного слоя и толщину арматуры.

Читать еще:  Принцип работы инфракрасного обогревателя

Самый простой способ рассчитать толщину плитного фундамента – это суммировать все показатели. От состава грунта зависит конечный результат и решение, какую схему армирования выбрать. Путем несложных подсчетов получается, что минимальная толщина фундамента должна быть приблизительно 60 см.

Этот показатель неокончательный и зависит от веса будущей постройки и характеристик грунта. Конкретные показатели можно вычислить путем точного расчета, который лучше доверить профессиональным строителям.

Основные расчёты

Узнать, что такое фундамент, плита своими руками можно самостоятельно, как и научиться проводить расчеты фундамента.

Первым делом необходимо рассчитать нагрузку всего строения на фундамент. Кроме постоянных нагрузок, учесть нужно и временные, такие как погодные условия. К постоянным нагрузкам относится вес здания и его эксплуатационные характеристики: количество жильцов, мебели и других предметов, которые будут постоянно проживать и находиться в доме.

Начинается расчет монолитной плиты с определения площади опоры. Стоит учесть, какие строительные материалы планируют использовать при возведении фундамента и самого дома. Зная, что такое фундамент, плита своими руками вполне реальный процесс для непрофессиональных строителей. Но, возводя дом самостоятельно, нужно иметь хотя бы приблизительные расчеты.

Такие расчёты можно производить даже вручную. Для этого нужно определить вес будущего дома, который включает в себя такие элементы, как фундаментальные плиты, стены, потолок, цоколь , крыша, пол и наличие лестниц.

Зная данные удельного веса стройматериалов для возведения всех этих элементов, можно рассчитать примерный вес строения и округлить сумму, которая вышла в большую сторону.

Нагрузка на грунт рассчитывается с помощью показателей веса фундамента и самого дома. Размер и вес фундамента напрямую зависят от типа постройки.

Итак, подводя итог, можно выделить такие основные направления расчета:

  1. Рассчитывается нагрузка на фундамент.
  2. Примерный вес здания.
  3. Нагрузка на грунт.
  4. Расчёт на продавливание.

Армирование плитного фундамента

Плитный фундамент – это лучший выбор для слабого грунта. Такой тип фундамента имеет свои преимущества: защищает стены от микротрещин, от грызунов и насекомых и не требует больших денежных вложений.

Слой утрамбованного щебня или песка называют подушкой или основой для фундамента. Устройство плитного фундамента предусматривает укладку арматуры и заливку бетона.

Армирование фундаментной плиты осуществляется с помощью обычной арматуры любого класса. Фундаментная плита может эффективно служить и защищать грунт, если проводить армирование в два ряда.

В этом случае она будет полноценно выполнять свои функции — не даст стенам строения разрушаться и предотвратит изменения в грунте. Таким образом, устройство плитного фундамента имеет следующую схему: так называемая подушка (песок либо щебень), армирование и сама плита.

Ошибки, которые допускаются при армировании фундамента

Армирование новичками в строительном деле влечет за собой возможные допущения различных ошибок и недочетов. Это может привести к негативным последствиям, поэтому рассмотрим самые распространенные ошибки:

  • Отсутствие полиэтиленовой пленки. Этой пленкой после заливки обязательно покрывать конструкцию, иначе цемент может вытечь.
  • Не утрамбовывается перед заливкой подушка или же подушка вообще не выполняется, что ведет к деформации фундамента.
  • Не устраняются щели при устройстве опалубки.
  • Отсутствие слоя гидроизоляции.
  • Не устанавливается защитный слой в торцы плитного фундамента.

Если не допускать таких ошибок и подойти к процессу ответственно, то вполне реально уложить фундамент самостоятельно. Главное в этом деле качественная подготовка и точные расчеты.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Каким должен быть фундамент под блочным строением
    Тяжелый фундамент для дома из пеноблоков может привести к выполнению лишних работ. Это может быть расход большого количества бетона, строительство опалубки, обустройство каркаса. Поэтому выбирая.

Правильный расчет монолитной плиты фундамента
От правильного расчета монолитной плиты будет зависеть прочность, долговечность и эксплуатационные характеристики дома. Перед началом строительства следует провести тщательное исследование грунта, чтобы определить нагрузку, которую.

Правильный фундамент «шведская плита» — технология армирования и заливки
Фундамент шведская плита, технология возведения которого достаточно простая, основан на установке специальных монолитных фундаментных плит. На выходе получается теплый фундамент, подогреваемый, благодаря наличию встроенной системы.

Устройство монолитной фундаментной плиты — подготовка, подушка, дренаж, геотекстиль, схема
Прежде, чем рассматривать устройство монолитной фундаментной плиты, определимся, в каких случаях лучше всего ее применять. Правильным решением будет применить этот тип основания, если.

www. webcad .pro

Данный сайт представляет собой площадку для реализации различных типовых инженерных расчетов (впрочем, не обязательно инженерных). Результатом расчета, как правило, является оформленный отчет. Для просмотра отчетов желательно иметь у себя на компьютере Adobe Reader.

Список реализованных шаблонов доступен по ссылке вверху страницы.
Кто заинтересовался пишите на форум.

Новости

24 марта. Подготовлен расчет сваи на совместное действие горизонтальной нагрузки и изгибающего момента. Методика расчета принята согласно приложению «Д» СП 50-102-2003 с учетом приложения «В» СП 24.13330.2011.

20 ферваля. Подновлен расчет бетонных (не ж.б.) конструкций на изгиб. Добавлена возможность расчета согласно СП 29.13330.2011 Полы.

12 декабря. По просьбам трудящихся подключен сервис приема пожертвований на поддержку сайта: https://www.donationalerts.ru/r/webcad

16 ноября. Появился расчет железобетонных стоек круглого и кольцевого сечения. Методика расчета принята согласно СП 63.13330.2012 п.п. 8.1.14-8.1.15 и приложению «Д».

27 июня. В эксплуатацию поступил расчет железобетонной конструкции на местное сжатие в соответствии СП 63.13330.2012.

28 февраля. Появился расчет буровых висячих свай в соответствии с СП 24.13330.2011.

28 февраля. Обновлен расчет забивной висячей сваи. Учтен ряд особенностей обусловленных теми или иными свойствами грунтов согласно примечаниям к таблицам и по тексту СП 24.13330.2011. Новый интерфейс объединил расчеты на вдавливающую и выдергивающую нагрузки. Соответствующие старые расчеты перенесены в архив.

26 февраля. Обновлены расчеты: проверка прочности изгибаемого ж.б. элемента и соответствующий подбор требуемой арматуры. Добавлена возможность работы с тавровыми сечениями, а так же учтены некоторые тонкости согласно СП 63.13330.2012. Старые расчеты перенесены в архив.

6 февраля. По случаю обильных снегопадов в Москве презентуем расчет снеговых мешков у перепада высот в соответствии с актуальным СП 20.13330.2016.

8 октября. Подготовлен расчет узлов ферм из гнуто-сварных прямоугольных профилей.

25 марта. Добавлен расчет настила из профилированного стального листа по первому и второму предельным состояниям. Методика расчета принята согласно п.п. 25.8-25.13 «пособия по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*)». Расчет возможен для сортамента настилов из указанного пособия.

12 марта. Существенно переработан расчет осадки фундамента мелкого заложения по СП 22.13330.2011. Добавлен учет уровня грунтовых вод и некоторые тонкости обуславливающие определение глубины сжимаемой толщи (прежде всего учет слабых грунтов), а так же возможность выбора формы подошвы фундамента (прямоугольник, круг или лента).

17 декабря. Сайт перенесен на более стабильный сервер. В этой связи возможны перебои в его работе.

Кроме того проведена некоторая ревизия имеющихся расчетов. Отдельные «устаревшие» и непопулярные расчеты убраны с сайта. Если для кого-то принципиально наличие тех или иных старых расчетов, которых вы не нашли после переезда, обращайтесь на форум будем разбираться.

28 марта. Появился расчет прочности железобетонного элемента при действии поперечной силы.

27 марта. Помимо, уже имеющегося на сайте, расчета напряжений под подошвой прямоугольного фундамента добавился аналогичный расчет для фундамента с круглой подошвой. Отличительной особенностью данных расчетов является возможность учесть отрыв подошвы, если таковой имеется.

9 января. В одном из расчетов добавлено небольшое нововведение, касающееся удобства ввода значений в привычных для вас единицах измерения. Суть его показана на картинке ниже. Хотелось бы услышать отзывы о том полезно ли оно, удобно ли и стоит ли распространить его на прочие расчеты. Расчет смотреть здесь.
Отзывы можно оставить на форуме в теме «единицы измерения».

6 декабря. В общий список расчетов добавлены расчеты продавливания, которые тестировались последнее время. Расчеты подготовлены для трех вариантов расположения колонны относительно плиты и один вариант учитывающий наличие отверстия:
— посередине плиты;
— рядом с краем плиты;
— рядом с углом плиты;
— при наличии отверстия.
Вариант для случая колонны посередине плиты позволяет вести расчет без учета поперечной арматуры и/или изгибающих моментов.
Расчеты выполнены в соответствии с актуальными нормами СП 63.13330.2012. Прежние расчеты по СП 52-101-2003 убраны из списка, но остаются доступны для использования.

15 февраля. Обновлен расчет напряжений под подошвой фундамента. Прежде, в отдельных случаях, имели место зависания расчета. Отличительной особенностью данного расчета является возможность определения зоны отрыва подошвы фундамента (если таковая имеется) при действии мометов в двух направлениях

20 января. По рассеянности забыл разместить новость о появлении на сайте проверки слабого подстилающего слоя по СП 22.13330.2011, в ту пору когда этот расчет появился. Исправляю недоразумение.

7 Декабря. При просмотре расчетов пользователей обращает на себя внимание, что допускается значительное количество ошибок связанных с неправильным преобразованием величин в единицы измерения потребные для расчета. Разумеется, в подобных случаях расчет выдает несуразные результаты.

В этой связи лишний раз призываю быть внимательными при вводе данных и, в случае получения неадекватных результатов, проверять исходные данные. К своим призывам добавляю конвертор единиц измерения, надеюсь будет небесполезным.

22 Ноября. Иногда случается, что нет под рукой калькулятора и справочной таблицы с площадями арматуры, а кое-чего прикинуть надо. На такой случай у нас появился калькулятор арматуры, авось на что-нибудь сгодится.

29 октября. Добавлен расчет крена фундамента мелкого заложения в соответствии с п.п.5.6.43-5.6.45 СП 22.13330.2011. Реализована возможность осреднения характеристик в случае неоднородного основания. Можно рассчитывать прямоугольные и круглые фундаменты.

4 октября. Переработан расчет свайного фундамента (определение усилий в сваях), добавлен полноценный отчет, которого прежде не было.

28 сентября. Добавлена страница с линейной интерполяцией для плоского и пространственного случаев. Может и не самый востребованный расчет, но вдруг кому-то будет полезен. Отчета в данном случае не предусмотрено все считается по месту.

9 апреля. В тестовую эксплуатацию запускаем теплотехнический расчет ограждающей конструкции (расчет толщины теплоизоляции ограждающей конструкции). Расчет выполняется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003, СНиП 23-01-99, по методике СП 23-101-2004.

21 марта. На сайте размещены сортаменты металлопроката по различным стандартам России и некоторые зарубежные. Данные сортаментов пересчитаны программой КМБП.

8 февраля. Для прошлого расчета металлической балки добавлена возможность выбирать профиль из сортамента.

12 января. Добавлена проверка металлической балки по прочности и прогибу. Пока что сделана только схема однопропролетной балки с распределенной нагрузкой.

Расчет плиты на продавливание. Расчет фундаментной плиты на продавливание колонной

Программа для Расчет плиты на продавливание создана в программе Excel и позволяет проследить данные по расчету, что позволит избежать множества ошибок.

В программе рассмотрено Продавливание плиты перекрытия колонной (Колонна внутри контура плиты) на действие продольной силы по СП 63.13330.2012 и разработано два варианта расчета: Расчет плиты перекрытия без поперечного армирования и Расчет плиты с вертикальной арматурой

Продавливание плиты перекрытия колонной (Колонна внутри контура плиты) на действие продольной силы по СП 63.13330.2012

В исходных данных необходимо ввести:

  • размеры колонны (длину и ширину);
  • продольное усилие, действующее в колонне над плитой перекрытия;
  • продольное усилие, действующее под плитой перекрытия;
  • момент, действующий относительно оси Х в колонне над плитой;
  • момент, действующий относительно оси Y в колонне над плитой;
  • момент, действующий относительно оси Х в колонне под плитой;
  • момент, действующий относительно оси Y в колонне под плитой;
  • толщину плиты перекрытия;
  • расстояние до ц.т. арматуры в плите, расположенной вдоль оси Х;
  • расстояние до ц.т. арматуры в плите, расположенной вдоль оси Y;
  • нагрузка действующая на плиту (Полезная+вес полов+перегородки+др.)
  • класс бетона плиты перекрытия.

Если при расчете плиты перекрытия без поперечного армирования, результат будет больше 1

то, условие прочности без поперечного армирования не выполняется и необходима установка дополнительного поперечного армирования в плите перекрытия.

Расчет плиты с вертикальной поперечной арматурой производится из условия:

Где же брать все исходные данные?

Я исходные данные беру из результатов расчета в ПК Мономах. Такие же результаты можно брать и из других программ, которые специализируются на методе Конечных элементов.

Пример расчета смотрите ниже:

В результате вы получите: Значения определяющие необходимость вертикальной арматуры при данной продавливающей силе, если нужна, то при заданном диаметре вертикальных стержней программа определит требуемое их количество.

Нелинейный расчет фундаментной плиты из сталефибробетона в предельном состоянии по несущей способности с помощью RFEM

Техническая статья

  • Назад к Базе знаний

Фундаментная плита с измельчением сетки КЭ и нагрузками от стеллажных стоек

Характеристическая кривая C30/37 L1.2/L0.9

Кривая напряжения-деформации в предельных состояниях SLS и ULS

Диалоговое окно Параметры расчета

Максимальное деформирование в верхней части

Задание касательного модуля в начальной точке в качестве модуля упругости

Сохранение кривой напряжения-деформации

Местные настройки приращений нагрузки

  • Назад к Базе знаний

27. февраля 2020

Сталефибробетон в настоящее время применяется главным образом для изготовления полов в промышленно-складских зданиях, фундаментных плит с небольшими нагрузками, стен подвалов и цокольных этажей. В 2010 году, с момента публикации первого руководства Немецкого комитета по железобетону (DAfStb) о сталефибробетоне, инженеры-строители получили возможность использовать нормативы для расчета композитного материала сталефибробетон, благодаря чему применение бетона, армированного волокном, становится все более популярным в современном строительстве. В данной статье описывается нелинейный расчет фундаментной плиты, выполненной из сталефибробетона, в предельном состоянии по несущей способности с помощью программы расчета по МКЭ — RFEM.

Читать еще:  Утепление опилками: плюсы и минусы этого материала

В нашей предыдущей технической статье описывается, как определить характеристики сталефибробетона и применить полученные параметры материала в программе RFEM. Сталефибробетон без примесей применяется главным образом в изготовлении промышленных полов и фундаментных плит с небольшими нагрузками. Линейный упругий расчет внутренних сил у конструктивных элементов, армированных только волокном, не дает экономически эффективных результатов. Поэтому для предельной несущей способности обычно применяются методы расчета с учетом пластических деформаций. Однако данные методы не вполне подходят для расчета по предельному состоянию по пригодности к эксплуатации. Нелинейный расчет по МКЭ, напротив, можно выполнить всегда, независимо от анализируемого предельного состояния. На основе итерационно определенных внутренних сил мы выполним пошаговый расчет.

Ввод топологии и нагрузок

Зададим плиту основания как фундаментную поверхность. Основание фундаментной плиты в нашей технической статье определяется по методу «эффективного грунта» по Kolar и Nemec, [3]. Смежный грунт основания учитывается с помощью дополнительных линейных и одиночных пружин в углах (см. данную статью). Поверхностное упругое основание можно также рассчитать с помощью дополнительного модуля RF-SOILIN.

Расчет предельной несущей способности мы покажем с нагрузками от стеллажных стоек и нагрузкой под стеллажами. Нагрузки от стеллажных стоек зададим как свободные прямоугольные нагрузки. На стеллажных стойках зададим точки с измельчением сетки так, чтобы нагрузка, передаваемая на фундаментную плиту, была распределена по нескольким элементам.

Определение свойств материала

Модель материала «изотропное повреждение 2D/3D» в дополнительном модуле RF-MAT NL наилучшим образом отображает свойства сталефибробетона в RFEM. В качестве сталефибробетона применим бетон C30/37 L1.2/L0.9 по норме DIN EN 1992-1-1 [2] и руководству немецкого комитета DAfStb по сталефибробетону [1] с двумя классами исполнения L1/L2 = L1.2/L0.9. В нелинейном расчете применяется параболическое распределение в области сжатия кривой напряжения-деформации по п. 3.1.5 [2]. На следующем ниже рисунке показан характерный вид рабочей кривой вышеупомянутого сталефибробетона.

Для предельного состояния по пригодности к эксплуатации необходимо применить характеристическую кривую напряжение-деформация. В нелинейном расчете предельного состояния по несущей способности согласно главе 5.7 Руководства немецкого комитета DAfStb по сталефибробетону [1] необходимо применить следующее соотношение:

Rd = R (fcR; 1,04 ⋅ f f crLi; fyR, ftr) / γR
где
1,04 ⋅ f f crLi . расчетное среднее значение растягивающего напряжения сталефибробетона после образования трещин в соответствии с классами исполнения L1 или L2
fcR, fyR, ftR . соответствующее среднее значение прочности бетона согласно NA.10, DIN EN 1992-1-1 [2]
γR . частный коэффициент безопасности для прочности системы. У элементов из чистого сталефибробетона γR принимается равным 1,4.

Частный коэффициент безопасности γR можно учесть либо в прочности при вводе свойств материала, либо в действии нагрузки. В нашей статье мы применим глобальный частный коэффициент безопасности γR непосредственно при задании параметров нелинейной рабочей кривой. На рисунке 03 показана приведенная кривая напряжение-деформация для расчета предельного состояния по несущей способности в сравнении с характеристической кривой предельного рабочего состояния.

В нелинейных расчетах необходимо учитывать действие нагрузки поэтапно. Если расчет приращений нагрузки не стремится к пределу в рамках заданного максимального количества шагов итерации, то нужно увеличить максимальное количество шагов итерации в параметрах расчета. Кроме того, лучшая сходимость может быть достигнута при применении нелинейной модели материала, для которой нужно выбрать решатель асимметричного уравнения в параметрах расчета.

Расчет по предельному состоянию первой группы

Предельное состояние по несущей способности считается достигнутым, если

  • достигнуты критические значения предельной деформации сталефибробетона, εcu1 на сжатой стороне, ε f ct,u на растянутой стороне.
  • достигнуто критическое состояние безразличного равновесия во всей системе или в ее части.

После успешного выполнения нелинейного расчета фундаментной плиты нужно проверить максимальные и минимальные деформации на верхней и нижней сторонах. Если критические предельные деформации не превышены, то расчет по предельному состоянию по несущей способности выполнен.

Следующие значения деформаций были получены для предельного состояния первой группы.

При соблюдении предела деформаций было бы возможно успешное выполнение расчета в предельном состоянии по несущей способности при изгибе. В данном случае мы должны выполнить дополнительные расчеты по предельному состоянию первой группы, например, на продавливание.

Рекомендации по нелинейному расчету с применением модели материала «Изотропное повреждение 2D/3D»

Учитывая полигональное задание кривой напряжения-деформации, в RFEM предполагается, что модуль упругости сталефибробетона соответствует касательному модулю в начале кривой напряжения-деформации. Это означает, что при вводе рабочей кривой сталефибробетона необходимо также настроить параметры заданного секущего модуля бетона. Начиная от первой полигональной точки на сжатой или растянутой стороне рабочей кривой ожидается увеличение модуля упругости материала.

К данной технической статье прилагается файл Excel, который поможет вам при вводе и расчете точек кривой. В прилагаемом файле Excel, в зависимости от предельного состояния, по несущей способности или по пригодности к эксплуатации, можно задать требуемую кривую напряжения-деформации и перенести ее с помощью буфера обмена в диалоговое окно ввода в RFEM. Данный метод показан также в прилагаемом видеоролике.

Вы можете сохранить заданные диаграммы напряжения-деформации в программе RFEM и применить их в других проектах. Таким образом, в RFEM можно создать собственную библиотеку материалов для сталефибробетона.

Из-за высокой нелинейности нагрузка должна быть приложена с несколькими приращениями. Число приращений нагрузки необходимо выбрать таким образом, чтобы при первом приращении система осталась в линейно-упругом состоянии. Это улучшит сходимость расчета. Вы можете настроить количество приращений нагрузки глобально в параметрах расчета и локально для каждого сочетания нагрузок или нагружения. У фундаментной плиты, описанной выше, для расчетной нагрузки в предельном состоянии первой группы 20 приращений нагрузки оказались оптимальными для выполнения итерации. Мы задали 20 приращений нагрузки локально для сочетания нагрузок (рисунок 08).

Армирование фундаментной плиты

Армирование монолитной плиты

Важным этапом строительства дома является возведение фундамента. Эта основная часть принимает на себя нагрузки от подвижек грунта, от массива строения и других внешних факторов. Следовательно, фундамент должен быть достаточно прочным и надежным. Укрепить основание дома помогает армирование, то есть усиление металлическими арматурными прутьями.

  • С какой целью выполняют армирование плиты
  • Армирование плитного фундамента
  • Схема армирования
  • Расчет диаметра арматуры
  • Расчет количества арматуры
  • Способы создания арматурного каркаса
  • Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса

С какой целью выполняют армирование плиты

Армирующий каркас является необходимым элементом фундаментной плиты. Однако многие строители пренебрегают этим этапом, считая, что бетон самостоятельно способен противостоять нагрузкам. Чтобы разобраться с вопросом, зачем нужно армирование фундамента, нужно знать, какие проблемы решает этот элемент. В частности речь идет о следующем:

  • Армирующий каркас делает основание прочнее, что позволяет противостоять нагрузкам больше, чем плита из обычного цемента.
  • Чистый бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие, но плохо выдерживает изгибы. Металлические прутья не позволяют бетонной плите сгибаться от неравномерного давления. В результате снижается риск неравномерной усадки дома.
  • Армирующий каркас не позволяет бетонной плите деформироваться в результате вспучивания и подвижек грунта. Кроме того усиленный фундамент не боится резкой смены температуры и грунтовых вод. Следовательно, можно сделать вывод, армирование увеличивает срок эксплуатации и основания, и всей постройки.

Создание армирующего каркаса регламентируется специальными документами, где указаны рекомендуемые правила и размеры арматуры.

Армирование плитного фундамента

Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, колоннами или в углах.

Схема армирования

Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.

Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.

В целом регламентируемый размер ячеек не должен превышать толщину плиты больше, чем в 1,5 раза.

В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.

Расчет диаметра арматуры

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:

  • Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
  • Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
  • Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
  • Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.

Расчет диаметра прутьев

Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.

В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.

Расчет количества арматуры

Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.

  1. Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
  2. К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
  3. Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
  4. Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
  5. Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
  6. Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
  7. Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом. Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
  8. Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
  9. Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
  10. Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.

Если в магазине материал продают по весу, то можно определить и этот параметр. Средняя масса одного погонного метра прута составляет 0,66 кг. Следовательно, общий вес арматуры будет таким: 1152,1*0,66=760 кг.

Способы создания арматурного каркаса

Чтобы собрать армирующий каркас для фундаментной плиты, необходимо соединить между собой прутья арматуры. Для этой цели используют два варианта: соединение сваркой и вязкой.

Сварочный метод используется очень редко, хотя в этом случае на изготовление каркаса требуется меньшее количество времени и сил. Основным недостатком такого способа является жесткое и неподвижное соединение, что не очень хорошо сказывается на качественных характеристиках монолитной плиты. Кроме того в процессе сваривания происходит расплавление металла, следовательно снижаются прочностные свойства арматуры.

Соединение прутьев с помощью вязальной проволоки не имеет особой жесткости. Под действием бетонной массы может наблюдаться растяжение проволоки, но разрыва в месте соединения не произойдет. Еще одним преимуществом соединения с помощью проволоки можно назвать экономию электроэнергии, так как работы проводятся вручную без использования сварочного или другого электрооборудования.

Ранее у нас уже была статья, в которой подробно рассказывается о том, как вязать арматуру.

Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса

Ошибки могут совершаться на любом этапе строительства, армирование фундамента не является в этом случае исключением. Даже малейшие недочеты могут способствовать разрушению плитного основания или усложнить процесс бетонирования. Следовательно, необходимо подробнее узнать, какие ошибки совершаются на этапе армирования, чтобы полностью избежать их или свести к минимуму.

  • Самой главной ошибкой при армировании фундаментной плиты можно назвать неправильные расчеты предполагаемой нагрузки на фундамент или их отсутствие. Ведь на основании этих данных выбираются размеры арматурных прутьев, определяется схема расположения арматуры.
  • Прутья арматуры соединяются встык. Такой метод не может гарантировать прочности конструкции, поэтому рекомендуется соединять элементы внахлест, длина должна быть не меньше 15 диаметров.
  • В процессе укладки армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к почве или воткнуты в нее. В результате пучения или подвижек грунта происходит врезание арматуры в грунт, что приводит к образованию коррозии на прутьях. Это явление снижает прочность каркаса и всего основания.
  • Несоблюдение правил расположения прутков также может стать причиной разрушения плиты. Рекомендуемое расстояние между прутьями должно быть не более 40 см, а в некоторых ситуациях этот параметр снижается до 20 см.
  • Если торцы арматуры не имеют защитного покрытия, то под воздействием влаги из бетонного раствора может образоваться коррозия элементов.
  • Большое значение имеет правильное армирование под несущими стенами и в углах строения.
  • Установка каркаса проводится не на фиксаторы, а на деревянные бруски или другие нестандартные элементы. Они не только нарушают целостность бетона, но и способствуют проникновения влаги к металлическим элементам.

Армирование фундаментной плиты

Армирование фундаментной плиты — это очень ответственный и сложный этап. Но при соблюдении правил и точном выполнении расчетов можно самостоятельно осуществить этот процесс.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector